铝电解中铝液的凸起与循环

本文从理论上阐明了铝电解中铝液的运动规律及原因。研究表明,对双端供电的铝电解槽来说,电解槽的铝液中存在着两种力场:一个是F_(xy)类似向心力场;另一个是F_x平行力场。前者使槽中铝液凸起;后者使槽中铝液循环。在电解槽铝液中有这些运动现象存在,会大幅度降低电流效率与电能效率。为解决这些问题,提出了若干可行的措施。     

铝电解槽熔体中电磁力场的计算机仿真

介绍了电解槽内电流分布、磁场和电磁力的计算模型和计算程序，结合我国自焙阳极上插棒式铝电解槽的实践计算了铝液中的电磁力，给出了电流分布、磁场及电磁力场图，为铝电解槽的设计和炉膛内形的优化提供了参考。     

铝电解槽槽帮结壳形状的计算机模拟

建立了计算铝电解槽槽帮结壳形状的物理模型和数学模型。通过将铝电解槽传热的二维问题转化为一维问题,对工业铝电解槽进行了模拟计算,研究了设计规整的铝电解槽槽帮结壳形状的基本方案。研究结果表明:影响铝电解槽槽帮结壳形状的主要因素是电解质温度和槽内衬热阻。因此,严格控制铝电解槽中电解质温度和减少槽内衬的热阻,对于获得良好的铝电解槽槽帮结壳至关重要。     

计算铝电解槽内磁场分布的方法研究

本文在采用磁描述铝电解槽内铁磁材料磁化行为的基础上，用积分方程法计算铝电解槽内磁场分布，通过实例验证了计算方法及所编程序的可行性，可为大型槽设计，实验及运行中工况分析提供较为可靠的依据。     

大型铝电解槽磁力计算及分析

给出大型铝电解槽和计算方法，分析各导电部件所产生的磁场对铝电解生产的影响。     

铝电解槽不同母线配置方案的磁场分析

本文计算了铝电解槽的三种母线配置方案的槽内磁场分布,分析了它们的特点和各类母线对磁场的影响,由此可以选出大型铝电解槽母线配置的最佳方案.     

320kA预焙铝电解槽电磁场分布计算与优化

利用ANSYS电磁场有限元法,建立了320 kA预焙铝电解槽三维电磁场有限元模型,计算了铝电解槽内的电场分布及磁场分布,计算结果与实测结果相吻合,验证了该模型的正确性.在此基础上提出了一种新型电解槽结构,并应用参数化设计语言(APDL)建立该结构的电磁场计算模型,以磁场为目标对该结构进行了整体优化.最终优化后电磁场分布表明:该结构铝电解槽能减小铝液层水平电流,磁场分布对称性好,有利于改善槽内铝液的流动状态,具备较大的节能潜力.     

铝电解槽石墨化阴极和槽壳的变形

通过实验室和工业电解槽系统研究了铝电解槽阴极和槽壳的变形,从中获取钠膨胀系数并用于工业阴极和槽壳的应力场的模拟分析,在考虑温度梯度热应力和钠膨胀化学应力共同作用条件下,获得了工业槽焙烧、启动后槽壳的变形位移数值.用机械式位移计对350 kA石墨化阴极工业电解槽变形进行了长达360 d的现场测试和监测,模拟值与实测值吻合.     

铝电解槽结构变形的实测研究

本文探讨了大型铝电解槽在生产过程中变形的实测研究方法,分析了三维位移传感器的原理,并推荐一种能长期工作的机械式测量方法,讨论了电解槽实测中的一些特殊技术问题.文中还对160千安摇篮式铝电解槽的主要实测结果作了扼要的介绍和分析.     

铝电解槽自动加料的理论研究

一、铝电解槽加料方法的演变 冰晶石—氧化铝融盐电解法发明九十多年以来,铝电解槽的规模逐渐扩大了,当初是4,000—8,000A的小型槽,现在已经发展到170,000—250,000A的大型槽,少数试验槽达到260,000A。 铝电解槽在单位时间内所需的氧化铝量,随着电流强度增大而增加了。同时,添加氧化     

铝电解槽电压低频波动的研究

根据在工业侧部导电阳极铝电解槽上的观测,发现槽电压的低频波动与电解槽的工艺状况有密切的关系。槽电压的低频波动按其性质可归纳为“气膜电阻波动”、“铝液短路波动”、“极距周期起伏”和“电压随电流跃动”等四种基本类型。并且,它还可以进一步分为多种波动形式。不同波动形式是不同工艺状况的表现,具有各自的特征。这对于开发槽电压低频波动作为铝电解工艺的信息资源具有重要意义。     

铝电解槽阳极效应预报

阳极效应是铝电解槽生产过程中的一种特殊现象,具有电耗高,突发性等特点.本文提出最小二乘统计算法模型,将计算的槽电阻斜率和相关系数结果用来预报阳极效应,通过对电解槽打壳/加料来控制效应系数.实验结果表明,这种预报算法具有有效性和准确性.     

预焙铝电解槽三维槽帮形状的模拟计算

应用APDL语言设计一种新型的三维槽帮形状计算算法,通过循环调用前处理、求解和后处理模块,自动调整三维槽帮表面节点坐标,实现铝电解槽三维槽帮形状的计算.选择成熟的180 kA铝电解槽作为研究算例,在有限元软件ANSYS的平台上建立四分之一槽电热模型,并引入热接触来描述熔体与槽帮、阳极和阴极等之间的对流传热,进行三维槽帮的数值仿真研究.采用这种三维计算方法可以更加真实的考虑铝电解槽的结构和工艺参数情况,电热耦合计算又将电场对热场的影响考虑在内,更加符合实际情况.研究结果表明:该算法得到的槽帮形状与实测结果基本一致,同时验证铝电解槽槽帮在小面厚度大于大面厚度,而在角部处槽帮最厚的规律.该方法可为新型铝电解槽设计提供技术支撑.     

对电解铝液净化作用的探讨

对比分析了采用长流程、短流程工艺熔铸铝舍金过程中,氢和氧化铝夹杂的形成过程以及铝电解工艺对电解铝液的自净化作用．冰晶石熔体作为电解铝的工作介质,对氧化铝有良好的溶解性能．通过溶解电解液一铝液界面上的氧化铝达到脱氢除杂的效果．电解铝液中存在的微量稀土具有固氢排杂的作用．在大型铝电解槽中,电流强度达到350kA,存在于铝液中的不导电、不被铝液润湿的氧化铝杂质,在强烈电磁场的耦合作用下聚集沉降在电解槽的边部、角部或铝液漩涡的交界处．     

铝电解槽内磁场的三维数值分析

在前人工作的基础上，进一步完善了铝电解槽内三维磁场的等效磁偶极子模型，在对等效磁偶极子物理模型合理简化的前提下，推导了计算铝电解槽内三维磁场的数学模型，给出了相应的计算程序框图，结合我国现行８０ｋＡ上插棒式铝电解槽的母线配置进行了磁场的数值分析，讨论了此类糟型母线配置的优化方向。     

300;400kA大型铝电解槽铝液的波动状态

采用铁棒溶蚀法在工况条件下分别对300 kA和400 kA系列电流阴极炭块普通组合、高低组合以及端头槽和非端头的6台电解槽的铝液流场进行了工业测试.根据铁棒出现的正常溶蚀、"细腰"特征、溶蚀面扭转、溶蚀坑较多等现象详细地分析了槽内铝液的水平运动状态及垂直方向上的局部运动特征,并对不同结构电解槽的流速场进行了比较,沿槽大面方向,400 kA阴极炭块普通组合槽呈现大—小—小—大4个漩涡,阴极炭块高低组合槽呈现大小均匀的2个漩涡,而300 kA电解槽则呈现大小均匀的5个漩涡.     

大型铝电解槽母线配置的数值仿真与优化

通过运用商业软件ANSYS与自编程序相结合的方法,建立铝电解槽母线配置的参数化仿真计算模型,并基于磁流体稳定性评估准则采用遗传算法研究500 kA铝电解槽的母线配置及其优化.研究结果表明,自适应优化后的母线在槽底为非对称强补偿母线配置方式,阴极母线电流的配置在大面A侧为6:4:2:0:5:7,在大面B侧为4:5:8:4:3,具有较好的物理场分布特征与磁流体稳定性,铝液中部垂直磁场极值为38.7Gs,铝液层的平均流速为0.148 m/s.通过运用现代遗传优化技术能够实现多物理场下的目标优化,实现对母线配置参数组合的自动优化选择以及多物理场的优化配置.     

铝电解槽电、热解析数学模型及数值仿真试验

本文提出了一个经过初步验证的铝电解槽电、热解析数学模型和数字仿真程序。利用此程序对大型电解槽槽衬结构的优化进行了一系列仿真试验,得出了能改善槽内形并能降低能耗的改良结构方案。本程序为改进铝电解槽结构和提高设计水平提供了有效的途径。     

浅论大型铝电解槽异型阴极可行性

该文叙述了我国的大型铝电解槽的发展情况,对异型阴极铝电解槽进行了简单介绍.该文探讨了异型阴极铝电解槽的优点与不足,认为它具有较大的可行性,并且为异型阴极铝电解槽的更好的推广和发展提出的建议.     

遗传优化BP神经网络在槽况预测中的应用

针对目前国内对铝电解槽槽况诊断存在的的难度大、效率低等问题,设计了一种以槽电压信号为特征向量的诊断样本和BP神经网络模型.利用BP神经网络的自学习能力,对铝电解槽的槽况进行分析预测.同时本文利用遗传算法的最优搜索能力对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化.通过MATLAB对状态预测算法进行编程.结果显示,对铝电解槽槽况的判断基本正确.